[实用新型]一种电磁作动器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种有源噪声控制装置，特别涉及一种噪声主动控制用作动器。

背景技术

传统的控制噪声的声学措施主要有吸声、隔声以及使用消声器等方法，这些方式统称为“无源”噪声控制，一般来说，它们仅对中高频噪声的控制有效。1933年，德国物理学家Paul Leug（1898～1979）提出的专利“消除声音振荡的过程”，开创了有源噪声控制（Active Noise Control ）研究的先河。有源噪声控制技术擅长于低频噪声的控制，与无源噪声控制的互补性极强。有源噪声控制可分为有源声控制和有源力控制。有源声控制是用次级声源产生一个次级声场，从而抵消初级噪声，即“以声消声”。有相当一部分噪声是由于结构振动辐射引起的，用次级力源控制结构的振动也就控制了结构的声辐射或声透射，这种采用次级力源来控制噪声的方法就是有源力控制。次级力源也称作动器，作动器的选取直接决定着控制效果的好坏。

传统上用于有源噪声主动控制中的作动器主要有以下两种：

1.   磁致伸缩作动器。其工作原理是磁致伸缩材料在外加磁场的作用下产生磁致伸缩效应。优点是输出力大、动态响应快。缺点是位移小，并且磁致伸缩材料很脆，很难加工，因此制作成本比较大。

2.   压电作动器。其工作原理是利用压电材料的逆压电效应，通过施加外部电场，将电能转换为机械能的装置，反应时间短，响应速度快，频响可达几千赫兹或更高，驱动效率高，结构简单，不涉及密封、泄露等问题，控制精度高。

3.   电磁作动器。它是利用电磁场的电磁力来动作的装置，电磁作动器的基本原理是当电流通过导体时，在其周围会产生相应的电磁场，同时，在电磁场附近的导体也会受到相应的吸引力或排斥力，引起铁磁物质的机械运动。

最常见的电磁作动器可分为两种：单向电磁作动器和双向电磁作动器。图4为单向电磁作动器的结构原理简图，它有弹簧13、衔铁14、导磁材料15和励磁线圈16组成。开始工作时，衔铁14在自身重力和弹簧13弹力下保持平衡，当给励磁线圈16通电时，衔铁14在受到磁场的吸力作用和弹簧13力的共同作用下运动，通过控制励磁电流的大小可控制磁场力的大小，从而调整衔铁14所受的力。图5为双向电磁作动器的结构原理简图，与单向电磁作动器的原理类似，不同的是它通过调整两个励磁线圈16励磁电流的大小来控制衔铁14所受的电磁力的大小和方向。这种电磁作动器具有结构紧凑、反应灵敏、无接触摩擦、无润滑、功耗低、响应快、控制力大、适应频带宽、输出位移和输出力较大、可控性好的优点，被广泛地应用在结构噪声主动控制、振动主动控制、电磁悬浮、非接触高精度定位系统等领域。但是此种作动器存在功率因素低、功率密度低等缺点。

在国内，现公开了一种节能共振式电动作动器，其公开号为：CN101710777A，对传统的电磁作动器进行了改进，提高了效率，但是该技术方案中所述的电动作动器结构十分复杂，轭铁、底座和磁钢由多个部件组合而成，形状复杂，加工起来比较困难，动铁心和底座之间通过轴承滑动连接，成本高、制造精度要求高。从作功的角度来看，有效部分即线圈和气隙所占空间，这仅是总高度的一小部分，使得该作动器的功率密度较低（功率与体积或重量之比）。因此，还需要对此类电磁作动器进一步改进，此外该作动器结构固定、模态固定，在噪声控制中不能根据被控结构的模态而调整自身的模态。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电磁作动器，解决了现有技术中的不足，其结构简单，制成成本低廉，功率密度高，模态可调，安装方便灵活。

本实用新型的目的是这样实现的：一种电磁作动器，包括安装在变压器表面的支座，所述支座的顶部和底部开设有相对应的环形内台阶，两所述内台阶上分别设置有上弹簧板和下弹簧板，所述上弹簧板和下弹簧板之间由上而下依次设置有上动铁芯、永磁磁钢以及下动铁芯，所述上弹簧板、上动铁芯、永磁磁钢、下动铁芯以及下弹簧板经螺杆串联在一起，且经螺杆两端的螺母固定在一起，所述上动铁芯和下动铁芯的外周分别绕设有上线圈和下线圈，所述上线圈和下线圈反向串联后与控制电源相连。